GÜNƏŞ PANELİ TAKOMETRİ: 5 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

TƏLİMATLI "Günəş Paneli bir Kölgə İzləyicisi olaraq" kitabında, bir cismin sürətini günəş panelindəki kölgəsinin proyeksiyasından təyin etmək üçün eksperimental bir üsul təqdim edildi. Fırlanan obyektləri öyrənmək üçün bu metodun bir variantını tətbiq etmək mümkündürmü? Bəli, mümkündür. Sonra, bir cismin fırlanma müddətini və tezliyini ölçməyə imkan verən sadə bir təcrübi aparat təqdim ediləcək. Bu təcrübi aparatdan "Fizika: Klassik Mexanika" fənninin öyrənilməsi zamanı, xüsusən "Sərt cisimlərin fırlanması" mövzusunun öyrənilməsi zamanı istifadə etmək olar. Lisans və magistr tələbələri üçün eksperimental nümayişlər və ya laboratoriya dərslərində potensial olaraq faydalıdır.

Addım 1: Bəzi nəzəri qeydlər

Qatı bir cisim bir ox ətrafında fırlandıqda, onun hissələri bu oxa konsentrik olan dairələri təsvir edir. Bu tərəflərdən birinin dairəni tamamlaması üçün lazım olan müddətə fırlanma dövrü deyilir. Dövr və tezlik qarşılıqlı böyüklüklərdir. Beynəlxalq Vahidlər Sistemində dövr saniyə (lər) və tezlik Hertz (Hz) olaraq verilir. Fırlanma tezliyini ölçmək üçün bəzi vasitələr Dəyişiklikləri Dəqiqədə (rpm) verir. Hz -dən rpm -ə çevirmək üçün sadəcə dəyəri 60 -a vurun və rpm əldə edəcəksiniz.

Addım 2: Materiallar və Alətlər

• Kiçik günəş paneli (100mm * 28mm)

• LED Fənər

• Yansıtıcı yapışan bant

• Qara elektrik lenti

• Elektrik kabeli

• Kabel bağları

• İsti silikon silah

• Dəmir və qalay

• Üç ağac parçası (45mm * 20mm * 10mm)

• Zondu olan rəqəmsal osiloskop

• Fırlanma tezliyini ölçmək istədiyiniz fırlanan obyekt

Addım 3: Əməliyyat Prinsipi

İşıq bir cismə düşəndə bir hissəsi udulur, digər hissəsi əks olunur. Səthin xüsusiyyətlərindən və cismin rəngindən asılı olaraq əks olunan işıq az və ya çox intensiv ola bilər. Səthin bir hissəsinin xüsusiyyətləri ixtiyari olaraq dəyişdirilərsə, deyək ki, onu rəngləyərək və ya gümüş və ya qara yapışqan lentə yapışdıraraq, qəsdən həmin sahədə əks olunan işığın intensivliyində dəyişiklik yarada bilərik. Burada "GÖLGƏ İZLƏMƏ" etməzdik, əks olunan işıqlandırmanın xüsusiyyətlərində bir dəyişikliyə səbəb olardıq. Fırlanan zaman bir cisim bir işıq mənbəyi ilə işıqlandırılırsa və günəş paneli düzgün şəkildə yerləşdirilirsə, əks olunan işığın bir hissəsi üzərinə düşürsə, terminallarında bir gərginlik görünməlidir. Bu gərginlik aldığı işıq intensivliyi ilə birbaşa əlaqəlidir. Səthi dəyişdirsək, əks olunan işığın intensivliyi və onunla birlikdə panelin gərginliyi dəyişir. Bu panel bir osiloskopla əlaqələndirilə bilər və zamana görə gərginlikdəki dəyişiklikləri müəyyən edə bilər. Döngədə ardıcıl və təkrarlanan bir dəyişikliyi müəyyən edə bilsək, özünü təkrarlamaq üçün lazım olan vaxtı ölçsək, onu hesablasaq, fırlanma müddətini və onunla dolayı olaraq fırlanma tezliyini təyin edərdik. Bəzi osiloskoplar bu dəyərləri avtomatik olaraq hesablaya bilirlər, lakin tədris baxımından şagirdlərin bunu hesablaması məhsuldardır. Bu təcrübə fəaliyyətini asanlaşdırmaq üçün əvvəlcə sabit rpm -də fırlanan və tercihen fırlanma oxuna görə simmetrik olan obyektlərdən istifadə edə bilərik.

Xülasə:

1. Davamlı fırlanan cisim üzərinə düşən işığı əks etdirir.

2. Fırlanan cisim tərəfindən əks olunan işığın intensivliyi onun rəngindən və səthinin xüsusiyyətlərindən asılıdır.

3. Günəş panelində görünən gərginlik əks olunan işığın intensivliyindən asılıdır.

4. Səthin bir hissəsinin xüsusiyyətləri qəsdən dəyişdirilərsə, həmin hissədə əks olunan işığın işıq intensivliyi də dəyişəcək və bununla birlikdə günəş panelindəki gərginlik də dəyişəcək.

5. Fırlanma zamanı cismin dövrü bir osiloskopun köməyi ilə eyni gərginlik və davranış dəyərləri ilə iki nöqtə arasında keçən vaxtı ölçməklə müəyyən edilə bilər.

Addım 4: Dizayn, Tikinti və Təcrübənin icrası

1. Günəş panelinə iki elektrik keçiricisini lehimləyin. 2. Qısa dövrələrin qarşısını almaq üçün paneldəki elektrik kontaktlarını isti silikonla örtün.

3. Şəkildə göründüyü kimi üç ağac parçasını isti silikon və ya başqa bir yapışqan ilə birləşdirərək taxta dəstəyi qurun.

4. Şəkildə göstərildiyi kimi günəş panelini taxta dayağa isti silikonla yapışdırın.

5. Fənəri şəkildə göstərildiyi kimi taxta dayağa yapışdırın və plastik bağlarla bərkidin.

6. Panelin elektrik keçiricilərini taxta dayağa başqa bir flanşla bağlayın.

7. Şəkildə göründüyü kimi bir qara lent və sonra gümüş bir band öyrənmək istədiyiniz obyektə yapışdırın.

8. Tədqiq etmək istədiyiniz obyektin fırlanmasına başlayın.

9. Osiloskop probunu günəş paneli keçiricilərinə düzgün bağlayın.

10. Osiloskopunuzu düzgün qurun. Mənim vəziyyətimdə gərginlik bölmələri 500mv, vaxt bölünmələri 25ms idi (obyektin fırlanma sürətindən asılı olacaq).

11. Yeni yığdığınız təcrübi aparatı, işıq şüalarının fırlanan səthdə əks olunduğu və günəş panelinə vurduğu bir yerə qoyun (daha aydın dəyişikliklərlə bir əyri əldə etmək üçün osiloskopda gördüklərinizdən özünüzə kömək edin).

12. Əyri nəticələrinin sabit qaldığını görmək üçün təcrübi aparatı bir neçə saniyə ərzində düzgün vəziyyətdə saxlayın.

13. Hansı mövqelərin qara lentə, hansı gümüş lentə uyğun olduğunu müəyyən etmək üçün osiloskopu dayandırın və əyrini təhlil edin. Mənim vəziyyətimdə, öyrəndiyim elektrik mühərriki qızıl olduğundan lentdən yaranan dəyişikliklər daha çox nəzərə çarpdı.

14. Osiloskop kursorlarından istifadə edərək əvvəlcə lent üçün, sonra gümüş lent üçün faz bərabərliyi ilə nöqtələr arasında keçən vaxtı ölçün və müqayisə edin (eyni olmalıdır).

15. Əgər osiloskopunuz dövrün tərsini (tezliyini) avtomatik hesablamırsa, bunu edin. Əvvəlki dəyəri 60 -a vuraraq rpm əldə edə bilərsiniz.

16. Əgər kv dəyəriniz varsa və ya volt başına inqilabınız varsa (bu xüsusiyyətləri təqdim edən bir mühərrikdirsə) kv dəyərini giriş gərginliyi ilə vurun, nəticəni təcrübə zamanı əldə etdiyinizlə müqayisə edin və nəticələr.

Addım 5: Bəzi Son Qeydlər və Tövsiyələr

• Etibarlı nəticələr əldə etmək üçün əvvəlcə osiloskopunuzun kalibrləmə vəziyyətini yoxlamaq rahatdır (ümumiyyətlə 1khz olan osiloskopun təklif etdiyi kalibrləmə siqnalından istifadə edin).
• Osiloskop zondunuzu düzgün tənzimləyin. Osiloskopun yaratdığı siqnaldan istifadə etsəniz, deformasiyaya uğramayan düzbucaqlı nəbzləri görməlisiniz (şəklə baxın).
• Günəş panelinizin (məlumat cədvəli) istehsalçısı ilə elektrik cavab müddətini araşdırın. Mənim vəziyyətimdə öyrəndiyim elektrik mühərrikinin fırlanma müddətindən çox aşağı idi, buna görə də onun ölçmələrə təsirini düşünmədim.
• Bu üsulla əldə edilən nəticələri kommersiya aləti ilə əldə edilənlərlə müqayisə edin və hər ikisinin üstünlüklərini və dezavantajlarını nəzərdən keçirin.

Həmişə olduğu kimi təkliflərinizə, şərhlərinizə və suallarınıza diqqətlə yanaşacağam. Uğurlar və qarşıdakı layihələrimi davam etdirin!

Sinif Elmləri Yarışmasında Qalib